4.2 Расчет водоводов

Принимаем не менее двух нитокв водоводе, со схемой переключения на середине сети. Рассчитаем 2 случая работы водоводов: при максимальном хозяйственном водоразборе и максимальном хозяйственном водоразборе и пожаре. Q_вод=Q_н.с/n_вод= 572/2 = 286 л/с где Q_н.с– расчетный расход водовода, по таблице 3.1, л/с;n_вод– число водоводов,n= 2

При максимальном хозяйственном водоразборе:

Q_вод= Q_н.с/n_вод= 572/2 = 286 л/с

При максимальном хозяйственном водоразборе и максимальном водоразборе и пожаре:

Q_вод= Q_н.с/n_вод= 652/2 = 326 л/с

Необходимо учитывать, что при работе на один водовод, в сеть должно быть подано не менее 70% расчетного расхода воды, при этом потери напора в сети не должны превышать 10м. Удельные потери напора приняты по [4], потери напора по длине рассчитываем по формуле

,

где	i	-удельное гидравлическое сопротивление сети;
	l	-длина водовода, м.

l_вод=800 м.

Расчет приводим в таблице 4.1

Таблица 4.1 – Расчет водоводов и подбор диаметров напорных водоводов

Режим работы	Расчетный расход водовода, л/с	Диаметр, мм	Длина водовода, м	Скорость, м/с	1000i	Потери, м
1	2	3	4	5	6
Максимальный водоразбор	286	600	800	1,02	2,21	1,768
Максимальный водоразбор и пожар	326	600	800	1,15	2,75	2,2

4.3 Построение пьезометрических линий. Определение напора насосной станции

В результате анализа гидравлического расчета магистральной сети намечаем самую неблагоприятную точку на сети в части обеспечения требуемым свободным напором, так называемую диктующую точку. Чаще всего, ею оказывается самая удаленная от начала сети или расположенная на самой высокой отметке водоснабжаемой территории точка.

Пьезометрическая отметка определяется как сумма отметки в точке подключения к насосной станции и потерь напора водовода:

П_НС= П₁+h_вод+h_н.с,

Где П₁– пьезометрическая отметка для точки, расположенной на противоположном от диктующей конце участка;h_вод –потеря напора в водоводе, м (по табл 4.1);h_н.с– потери в точке подключения к НС, принимаем 3(для максимального водоразбора) и 5м (для максимального водоразбора и пожара). Пьезометрическая отметка для максимального водоразбора:П_НС=136,88+1,768+3= 141,648 м; Пьезометрическая отметка для максимального водоразбора и пожара:П_НС=128,53+2,2+5= 135,73 м.

Напор насосов при максимальном хозяйственном водоразборе определяется по формуле:

H_нх= Н_св^тр+∑h_с+h_вод+h_нс+(Z_Д-Z_пож)

Z_пож– отметка противоположная уровню воды в резервуаре =100,6 м; Н_св^тр– требуемый свободный напор в диктующей точке; ∑h_с – сумма потерь напора в линиях при движении воды от диктующей точке питания сети=108,3;h_вод – потери напора в водоводе (табл 4.1)

h_нс=3 мZ_д– отметка земли в диктующей точке=108,1 м

∑h_с^НХ= 0,13+0,26+0,52+1,67=2,58 м

H_нх= 26+2,58+1,768+3+(108,3-100,6)=41,05 м

Напор насосов при максимальном хозяйственном водоразборе и пожаре определяется по формуле:

H_н.пож= Н_св^пож+∑h_с^’+h_вод^’+h_нс^’+(Z_Д–Z_дна)

Z_дна – дно резервуара,=99,5 м

Н_св^пож= 10 м

∑h_с^П= 0,58+0,59+6,41+1,61+1,24=10,43 м

H_н.пож= 10+10,43+2,2+5+(108,1-99,5)=36,23 м

Затем определяют пьезометрическую отметку П₁, м, для точки, расположенной на противоположном от диктующей конце участка

П₁=П_Д±h_Д-1,

hД-1	- потеря напора на участке, м.

где

Пьезометрические отметки П_i+1, м, для всех других точек сети определяют по формуле

П_i+1=П_i±h_i+1,

При вычислении пьезометрических отметок учитываются направления движения воды на участках. Например, если вода движется от диктующей точки к точке на противоположном конце участка, для которой определяется пьезометрическая отметка, то потери напора вычитаются. Если же вода движется от точки, для которой определяется пьезометрическая отметка к диктующей точке, то потери напора прибавляются.

Направления движения воды по участкам определяется по расчетным схемам сети.

Фактический свободный напор ,м, в узлах сети определяется по формуле

,

	- пьезометрическая отметка i-той точки, м;
	- отметка земли в i-той точке, м.

где

Определение фактических свободных напоров в узлах сети производитсядля всех расчетных случаев работы сети.

Результаты вычислений пьезометрических отметок и фактических свободных напоров во всех точках сети приводятся в таблице 4.2 и в таблице 4.3.

В таблицах 4.2 и 4.3 в строке НС в графе 3 берем потери внутри станции при максимальном водоразборе равными 3 м, при максимальном водоразборе и пожаре – 5 м, в графе 5 при максимальном водоразборе берем отметку минимального уровня воды в резервуаре чистой воды, при максимальном водоразборе и пожаре – отметку дна резервуара. Таким образом обеспечивается сохранение неприкосновенного пожарного объема в резервуаре. Фактический свободный напор будет равен напору насосной станции.

Если фактические свободные напоры во всех точках сети больше или равны требуемым свободным напорам, т.е. >, то диктующая точка выбрана правильно. Если это условиене выполнено, то следует заново проанализировать результаты гидравлического расчета сети, т.е. выбрать новую диктующую точку и повторить расчет по форме таблиц 4.2 и 4.3.

По данным таблиц 4.2 и 4.3 строят профиль пьезометрических линий.

Таблица 4.2 – Определение пьезометрических отметок фактических свободных напоров при максимальном хозяйственном водоразборе

номер узлов сети	номер расчетного участка	Потери напора на участке	Требуемый свобоный напор Нсв(тр)	Отметки		Фактический свободный напор Hс=Пi-Zз
				Поверхности земли Zз	Пьезометрические Пi
5			26	108,3	134,3	26
4	5-4	0,13	30	104,7	134,43	29,73
3	4-3	0,26	30	103,5	134,69	31,19
2	3-2	0,52	30	103,8	135,21	31,41
1	2-1	1,67	30	105,5	136,88	31,38
5			26	108,3	134,3	26
6	5-6	0,01	26	108,1	134,31	26,21
7	6-7	0,49	26	106,5	134,8	28,3
8	7-8	0,55	26	107,2	135,35	28,15
9	8-9	0,21	30	105,5	135,56	30,06
11	9-11	1,2	30	106	136,76	30,76
1	11-1	0,98	30	105,5	137,74	32,24
10	4-10	1,11	30	104,9	131,94	27,04

Таблица 4.3– Определение пьезометрических отметок фактических свободных напоров при максимальном хозяйственном водоразборе и пожаре

номер узлов сети	номер расчетного участка	Потери напора на участке	Требуемый свобоный напор Нсв(тр)	Отметки		Фактический свободный напор Hс=Пi-Zз
				Поверхности земли Zз	Пьезометрические Пi
6			10	108,1	118,1	10
7	6-7	0,58	10	106,5	118,68	12,18
8	7-8	0,59	10	107,2	119,27	12,07
9	8-9	6,41	10	105,5	125,68	20,18
11	9-11	1,61	10	106	127,29	21,29
1	11-1	1,24	10	105,5	128,53	23,03
6			10	108,1	118,1	10
5	6-5	0,5	10	108,3	118,6	10,3
4	5-4	3,13	10	104,7	121,73	17,03
3	4-3	1,55	10	103,5	123,28	19,78
2	3-2	2,9	10	103,8	126,18	22,38
1	2-1	2,33	10	105,5	128,51	23,01
10	4-10	3,84	10	104,9	114,9	10